JP3614177B2

JP3614177B2 - Method for producing high-purity docosahexaenoic acid or its ester

Info

Publication number: JP3614177B2
Application number: JP19354392A
Authority: JP
Inventors: 清代美降旗; 和彦秦
Original assignee: Nippon Suisan KK
Current assignee: Nippon Suisan KK
Priority date: 1992-07-21
Filing date: 1992-07-21
Publication date: 2005-01-26
Anticipated expiration: 2020-01-26
Also published as: JPH0633088A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、高純度ドコサヘキサエン酸またはそのエステルの製造方法に関するものである。さらに詳しくは、この発明は、血栓性疾患や炎症性疾患、癌等の治療および予防のための処方剤等として有用なドコサヘキサエン酸（ＤＨＡ）またはそのエステルの高純度品の高効率生産を可能とする新規な製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
従来より、ドコサヘキサエン酸（ＤＨＡ）、およびそのエステル、アミド等は血栓性疾患、炎症性疾患、癌等の治療や予防に有用なことが報告されてている。これらのドコサヘキサエン酸類は、天然油脂、特にサバ、イワシ、タラ等の水産物油脂中にそれ自体として、あるいはそのグリセライド等の誘導体として含有されていることが知られており、これらの魚油等からドコサヘキサエン酸類を取り出すための方法についての検討が進められてきてもいる。
【０００３】
しかしながら、これらの魚油等からなる天然油脂中にはその炭素数２２および二重結合数６を有するドコサヘキサエン酸以外に炭素数１２〜２４、そして二重結合数０〜６と、極めて多岐にわたる脂肪酸が圧倒的に多く含まれており、ドコサヘキサエン酸類のみを選択的に高濃度、高純度品として効率的に分離・精製することは困難を極めている。
【０００４】
たとえばドコサヘキサエン酸含有の脂肪酸エステル混合物を精留し、次いで尿素付加体を形成して精製する方法が知られている（特開昭５７−１４９４００号公報）が、この方法ではドコサヘキサエン酸エステルと、他のＣ_２２高度不飽和脂肪酸エステルおよび夾雑するＣ_２０の高度不飽和脂肪酸エステルとの分離が不充分となるため、その純度もせいぜい９０％どまりで、実際にも特開昭５７−１４９４００号公報記載の方法の場合には実施例１として８７．５％が最高値として示されているにすぎない。また、ＤＨＡ回収率も３２％と極めて低い水準にとどまっている。
【０００５】
また、ドコサヘキサン酸の分画精製に逆相分配型のカラムクロマトグラフィーを利用する方法も提案されている（たとえば、特開昭５８−１０９４４４号公報、特開昭６０−２０８９４０号公報）。いずれも、魚油から調整したメチルエステル混合物を出発原料にドコサヘキサエン酸をメチルエステルとして分離精製しているが、特開昭５８−１０９４４４では、カラムクロマトグラフィーに供する試料は、尿素付加処理および精留によりＤＨＡメチルエステルを６３％まで濃縮したものを用いているが、カラムクロマトグラフィーで得られた精製物のＤＨＡメチルエステルの純度は９１．６％と低く、高純度ドコサヘキサエン酸の製造法としては満足できるものではない。また、特開昭６０−２０８９４０では、クロマトグラフィー精製物のＤＨＡメチルエステルの純度は９９．０％、回収率は８６．５％と良好な値を示しているが、この発明の発明者の追試では、このような良好な値は得られていない。そして、尿素付加処理により調製した、カラムクロマトグラフィーに供する試料のＤＨＡメチルエステルの濃度が１４．５％と低いため、カラム処理１バッチあたりのＤＨＡ収率は１２．５％と低く、工業的製造法としては不満足なものである。
【０００６】
このように、ドコサヘキサエン酸の油脂混合物からの高純度品、特に９５％以上の高純度のドコサヘキサエン酸類を高回収率で、かつ、効率よく取得することは従来の技術においては困難を極めていた。
そこで、この発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、従来方法の欠点を解消し、９５％以上の高純度品としても取得可能な、新しい高純度ドコサヘキサエン酸またはそのエステルの高回収率、かつ、工業規模での製造方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するものとして、ドコサヘキサエン酸またはその誘導体を含む天然油脂から得られる脂肪酸またはそのエステルの混合物を高真空下で複数の蒸留塔によって精密蒸留して炭素数２２の脂肪酸またはそのエステルを主成分とする留分を取得し、次いでこれを逆相分配系のカラムクロマトグラフィーに供して分画精製することを特徴とする高純度ドコサヘキサエン酸またはそのエステルの製造方法を提供する。
【０００８】
すなわち、この発明は、分離能の高い複数の蒸留塔を用いた多塔式の高度精留によって、脂肪酸もしくはそのエステルの炭素数を揃えてＣ_２２以外の脂肪酸をできるだけ除去し、次いで前記の逆相分配系のカラムクロマトグラフィーによって分画精製し、９５％以上、特に９９％以上の超高純度のドコサヘキサエン酸もしくはそのエステルを、工業的に飛躍的に高収率で取得することをその要点としている。
【０００９】
このような高純度と、高い生産効率を実現することは、従来の技術では全く不可能なことで、予期し得なかったことである。ドコサヘキサエン酸等の長鎖高度不飽和脂肪酸類は分子内に二重結合が多いため、蒸留時の加熱によって劣化や重合等の熱変性をおこしやすく、蒸留濃縮は著しく困難である。また、一方、ドコサヘキサエン酸類を含有する天然油脂は、ドコサヘキサエン酸類以外に各種脂肪酸類を含み、これらは沸点が近いため、蒸留塔の高さをかなり高くし、還流量を多くしなければ分離することができない。しかしながら、このことは、塔底圧力の上昇とそれにともなう温度上昇による熱変性という問題を引きおこし、結局のところ、ドコサヘキサエン酸類の蒸留精製を著しく困難なものとする。それだけ、ドコサヘキサエン酸含有の油脂混合物からの高度不飽和長鎖脂肪酸としてのドコサヘキサエン酸を高度選択的に取得することは極めて困難なことであった。
【００１０】
この発明では、まず、前記の通り、高真空下で複数の蒸留塔を用いた多塔式の精留を行うが、この方法は、より具体的には２塔以上の蒸留塔において行う。さらに好ましくは、ドコサヘキサエン酸またはそのエステルを含む天然油脂から得られた混合物を、低炭素数脂肪酸類からなる初留分の精留塔を独立させた３塔以上の蒸留塔において、この精留塔塔底液を前段蒸留塔に還流し、１０Ｔｏｒｒ以下の減圧および２１０℃以下の塔底温度において連続蒸留する。
【００１１】
また、この連続蒸留において、前段蒸留塔の塔頂留分の凝縮液を上記初留分精留塔に送ることや、ドコサヘキサエン酸またはそのエステルを主成分として含有する主留分の精留塔と、後留（残留）分の精留塔とを各々独立して設けて連続蒸留することを好ましい態様としてもいる。
またはさらに、この方法は、各々の蒸留塔が独立した真空系および凝縮系を有することを好ましい態様の一つとしてもいる。
【００１２】
この連続蒸留法においては、充填式、スプリング式、棚段式等の各種の方式のものが採用でき、より好ましくは、網目板状体を用い、理論段数５以上とすることができる。
この方法での連続蒸留塔は、いずれも、１０Ｔｏｒｒ以下、より好ましくは、０．１Ｔｏｒｒ前後の減圧条件、および２１０℃以下、より好ましくは、２００℃以下の塔底温度において実施することができる。
【００１３】
この場合の３塔以上の蒸留塔の構成は、いずれの場合も、そのうちの１塔は初留分回収のための精留塔として独立させる。たとえば３塔によって構成する場合には、
（Ｉ）第１蒸留塔
（ＩＩ）第２蒸留塔（初留分精留塔）
（ＩＩＩ）第３蒸留塔（主留分および後留分精留塔）
に区分し、また４塔によって構成する場合には、
（Ｉ）第１蒸留塔
（ＩＩ）第２蒸留塔（初留分精留塔）
（ＩＩＩ）第３蒸留塔（後留分精留塔）
（ＩＶ）第４蒸留塔（主留分精留塔）
に区分する。さらに、３塔の場合には、
（Ｉ）第１蒸留塔（初留分精留塔）
（ＩＩ）第２蒸留塔（後留分精留塔）
（ＩＩＩ）第３蒸留塔（主留分精留塔）
に区分することもできる。もちろん、精留塔の構成をさらに細分化することもできる。
【００１４】
いずれの場合にも、この方法においては、初留分精留塔の塔底液は前段の、すなわち上記の構成例では第１蒸留塔への還流液として戻すこととしている。また、第１蒸留塔の塔頂留分をいったん凝縮させた後に、凝縮液の状態で初留分精留塔に送ることや、各々の蒸留塔は、その真空度や塔底温度を厳密に制御することが必要であることから、各塔毎に独立した真空系を設けることが好ましい。
【００１５】
添付した図面に沿ってこの連続蒸留法についてさらに詳しく説明すると、たとえば４塔の蒸留塔を用いる図１に示した例では、脂肪酸もしくはそのエステル混合物（Ａ）を対象として、４塔の蒸留塔（１）（２）（３）（４）を用いて連続蒸留する。
各々の蒸留塔（１）（２）（３）（４）には、独立して、真空系（５）（６）（７）（８）および凝縮系（９）（１０）（１１）（１２）、さらに、リボイラー（１３）（１４）（１５）（１６）を配設してもいる。
【００１６】
この蒸留塔（１）（２）（３）（４）は、各々、１Ｔｏｒｒ以下の減圧、および２００℃以下の塔底温度に厳密に制御する。真空度と温度とは密接に関係しているため、各々の蒸留塔に独立の真空系を配置するのが好ましいが、この制御のために真空系（５）（６）（７）（８）を各々完全に独立にすることは必ずしも必須ではない。真空ポンプの能力や制御システム等に応じてこの真空系を適宜に構成してもよい。
【００１７】
以上の構成において、まず原料（Ａ）を第１蒸留塔（１）に、たとえばその塔頂近傍に導入し、塔頂留分は凝縮系（９）において凝縮し、第２蒸留塔（２）としての初留分精留塔に、たとえばその塔底部に液状で導入する。この液状での導入は、重要なファクターである。
第２蒸留塔（２）においては、その塔頂留分としてより低炭素数（＜Ｃ_１９）の脂肪酸類からなる初留分（Ｂ）を回収する。また、その塔底液の一部は、第１蒸留塔（１）の塔頂近傍に還流する。これもこの発明の方法にとって極めてひとつの特徴である。第１蒸留塔（１）の塔底凝縮液もリボイラー（１３）で加熱して塔底部に戻すとともに、第３蒸留塔（３）塔頂近傍に、液状で導入する。
【００１８】
この第３蒸留塔（３）の塔頂成分は凝縮系（１１）を介して凝縮液として第４蒸留塔（４）の塔底部に供給する。また、塔底凝縮液は、リボイラー（１５）によって加熱して塔底部に戻すとともに、ドコサヘキサエン酸またはそのエステルより長鎖のＣ_２３以上の脂肪酸から主としてなる後留（残留）分（Ｃ）を回収する。
【００１９】
第３蒸留塔（３）の塔頂からの凝縮液を導入した第４蒸留塔（４）においては、塔頂からの蒸留成分を凝縮系（１２）において凝縮し、一部を塔頂近傍に還流するとともに、ドコサヘキサエン酸またはそのエステルを主なものとする主留分（Ｄ）を回収する。一方、塔底凝縮液はリボイラー（１６）で加熱して塔底に戻すとともに、一部を、第３蒸留塔（３）の塔頂近傍に還流する。
【００２０】
なお、原料（Ａ）は、第１蒸留塔（１）への導入前に、減圧に保ったフラッシュタンク（１７）において処理し、空気や水分等の不純物を除去するようにしてもよい。また、リボイラー（１３）（１４）（１５）（１６）には、加熱時間を短くすることができる流下薄膜蒸発型のものを採用することが有利でもある。これにより、熱劣化をより効果的に防ぐことができる。
【００２１】
前記の連続蒸留の方法によって、先述したような問題の発生もなく、蒸留精製のみによって、簡便な操作で、しかも高効率に８０％以上の濃度の高純度ドコサヘキサエン酸またはそのエステルの取得を可能とする。
対象とする脂肪酸またはそのエステルの混合物は、ドコサヘキサエン酸またはそのグリセリド等の誘導体を多く含有する天然油脂から得られる任意のものを用いることができ、たとえば、イワシ、サバ、ニシン、サンマ等の魚、ナンキョクオキアミ、ツノナシオキアミ、コペポーダ等の動物性海洋プランクトン、スルメイカ、ムラサキイカ等の軟体動物等の適宜なものから得られる脂肪酸またはエステルの混合物を使用することができる。
【００２２】
これらの脂肪酸混合物は、所望により、エステル化して連続蒸留する。
また、この発明では、以上の連続蒸留に続いて逆相分配系のカラムクロマトグラフィーに供して分画精製する。この場合のカラムには、いわゆる逆相分配系を構成するように、たとえばアルキル基結合シリカ充填材等を用い、また溶媒系としては、水、アルコール、ケトン等を好適に用いることができる。これらは単独、もしくは混合して用いてもよい。
【００２３】
また、このクロマトグラフィーの前処理として、尿素付加や低温分別等により低度不飽和脂肪酸またはエステルを除去することもできる。
また、クロマトグラフィーにおいては、マルチカラム方式として、ドコサヘキサエン酸と分離しやすい成分を予め除去する等の操作により、さらに生産効率を向上させることができる。
【００２４】
この逆相分配系のカラムクロマトグラフィーによる分画精製によって、この発明では純度９９％以上、回収率４５％以上の優れた成績でドコサヘキサエン酸もしくはそのエステルを取得することができる。
以下、実施例を示し、さらに詳しくこの発明の製造法を説明する。
【００２５】
【実施例】
実施例１
ムラサキイカ肝から得られた脂肪酸の混合物として次の組成からなるもの；
Ｃ_２１以下７１．６％
Ｃ_２２２７．４％
（このうちＤＨＡ１７．８％）
Ｃ_２３以上１．０％
のエチルエステルについて、図１に示した４塔式の精留装置にて精留を行った。
【００２６】
すなわち、上記のエチルエステル混合物を１Ｔｏｒｒの真空に保ったフラッシュタンク（１７）にて処理し、次いで、塔径３００ｍｍ、高さ約７ｍで、０．１Ｔｏｒｒの真空に保った第１蒸留塔（１）に１４．０Ｋｇ／ｈｒの割合で供給した。
この第１蒸留塔（１）においては、塔底温度２００℃以下、より具体的には１９８〜２００℃となるようにした。また、その理論段数は４段とした。この第１蒸留塔（１）には、その塔底にＣ_２２以上の脂肪酸エステル混合物が集まることから、この第１蒸留塔の塔底部の真空度および温度の制御が難しくなる。そこで、第１蒸留塔内への充填物の量は第２蒸留塔（２）よりも少なくした。
【００２７】
第１蒸留塔（１）の塔頂凝縮液は第２蒸留塔（２）の塔底部に導入した。この第２塔の塔底温度は１８９〜１９０℃となるようにし、０．１Ｔｏｒｒの減圧において操作した。理論段数は６段とした。また、塔頂留分は、還流比１：１で還流し、一部は、初留分（Ｂ）として１０．５Ｋｇ／ｈｒで回収した。
この初留分の組成は、Ｃ_２１以下の脂肪酸エステル９５．１％、Ｃ_２２ドコサヘキサエン酸エステル他４．９％、Ｃ_２３以上の脂肪酸エステル０％であった。
【００２８】
第２蒸留塔（２）においては、その塔底液が液面として一定になるように制御し、塔底液を第１蒸留塔（１）の塔頂近傍に戻した。つまり、この塔底凝縮液は還流液として第１蒸留塔（１）に戻した。第１蒸留塔（１）の塔底液は、第３蒸留塔（３）の塔頂近傍に供給した。この時の圧力は０．１Ｔｏｒｒの減圧条件とし、また塔底温度は同様に２００℃以下となるようにした。理論段数は４段とした。
【００２９】
第３蒸留塔（３）の塔底液として、後留（残留）分（Ｃ）を回収した。この後留の組成は、Ｃ_２１以下の脂肪酸エステル０．１％、Ｃ_２２ドコサヘキサエン酸エステル他９１．４％、Ｃ_２３以上の脂肪酸エステル８．５％であった。
この第３蒸留塔（３）の塔頂留分は、凝縮液として第４蒸留塔（４）の塔底部に供給した。理論段数６段のこの第４蒸留塔（４）は、０．１Ｔｏｒｒの減圧で、塔底温度２００℃以下となるように操作した。
【００３０】
塔底液は、還流液として第３蒸留塔（３）の塔頂部に戻した。この時も、第４蒸留塔の塔底液面が一定となるようにした。
塔頂凝縮液は、還流比１：１で還流させ、同時に１．８Ｋｇ／ｈｒで主留分（Ｄ）を回収した。
この主留分の組成は、Ｃ_２１以下の脂肪酸エステル０．８％、Ｃ_２３以上の脂肪酸エステル０％、Ｃ_２２ドコサヘキサエン酸エステル他９９．２％であった。
【００３１】
ドコサヘキサエン酸エチルエステルの濃度は、表１に示した通り８１．９％であった。
【００３２】
【表１】

【００３３】
実施例２
実施例１により得られた主留分を、高速液体カラムクロマトグラフィーに供した。主留分のうちの５ｇを、内径５ｃｍ、長さ５０ｃｍのステンレス管に粒径１０〜２０μｍのオクタデシル化シリカゲルを充填したカラムに注入し、１００ｍｌ／ｍｉｎの流量のメタノールで溶出した。検出は２１０ｎｍの吸収により行った。得られたクロマトグラムを示したものが図２である。斜線部分の溶出液を分取し、ロータリーエバポレータにて、減圧下溶剤を留去し、３．２２ｇの無色澄明な油状物を得た。このものの組成は、ドコサヘキサエン酸エチルエステル９９．２２％、およびＣ_２１：５エチルエステル０．７８％であり、本処理工程におけるドコサヘキサエン酸エチルエステルの回収率は、７８．０％であった。実施例１の原料の混合エチルエステルからのドコサヘキサエン酸エチルエステルの回収率は、４６．２％であった。
【００３４】
実施例３
実施例２において、メタノールに代えて、メタノール：アセトンの５０：５０を溶媒としてクロマトグラフィー分画した。
その結果、ドコサヘキサエン酸エチルエステルとして９９．０８％の純度品を、回収率４３．１％で得た。
【００３５】
【発明の効果】
この発明により、以上詳しく説明した通り、９９％以上の高純度品として、回収率４５％以上の優れた成績でドコサヘキサエン酸またはそのエステルを得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の連続蒸留法を例示した構成図である。
【図２】フロマトグラフィーの吸光度スペクトル図である。
【符号の説明】
１，２，３，４蒸留塔
５，６，７，８真空系
９，１０，１１，１２，凝縮系
１３，１４，１５，１６リボイラー
１７フラッシュタンク[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a method for producing high-purity docosahexaenoic acid or an ester thereof. More specifically, the present invention enables high-efficiency production of high-purity products of docosahexaenoic acid (DHA) or its esters useful as prescription agents for the treatment and prevention of thrombotic diseases, inflammatory diseases, cancer, etc. The present invention relates to a novel manufacturing method.
[0002]
[Prior art and its problems]
Conventionally, it has been reported that docosahexaenoic acid (DHA) and its esters and amides are useful for the treatment and prevention of thrombotic diseases, inflammatory diseases, cancers and the like. These docosahexaenoic acids are known to be contained in natural fats and oils such as mackerel, sardines, cod and the like as such or as derivatives of glycerides thereof. Consideration has also been made on methods for taking out.
[0003]
However, in natural fats and oils composed of these fish oils and the like, in addition to docosahexaenoic acid having 22 carbon atoms and 6 double bonds, 12 to 24 carbon atoms and 0 to 6 double bonds have a very wide range of fatty acids. It is overwhelmingly contained, and it is extremely difficult to selectively separate and purify only docosahexaenoic acids as selectively high-concentration and high-purity products.
[0004]
For example, a method is known in which a docosahexaenoic acid-containing fatty acid ester mixture is rectified and then purified by forming a urea adduct (Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-149400). since separation of the highly unsaturated fatty acid esters of _{C 22} polyunsaturated fatty acid esters and contaminating _{C 20} becomes insufficient, its purity at best 90% Domari actually be Sho 57-149400 JP In the case of this method, only 87.5% is shown as the maximum value as Example 1. Also, the DHA recovery rate remains at a very low level of 32%.
[0005]
In addition, methods using reverse phase partition column chromatography for fractional purification of docosahexanoic acid have also been proposed (for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 58-109444 and 60-208940). In both cases, a methyl ester mixture prepared from fish oil is used as a starting material to separate and purify docosahexaenoic acid as a methyl ester. However, in JP-A-58-109444, a sample subjected to column chromatography is subjected to urea addition treatment and rectification. Although the DHA methyl ester concentrated to 63% is used, the purity of the purified DHA methyl ester obtained by column chromatography is as low as 91.6%, which is satisfactory as a method for producing high purity docosahexaenoic acid. It is not a thing. In JP-A-60-208940, the purity of DHA methyl ester as a chromatographically purified product is 99.0% and the recovery rate is 86.5%, which are good values. However, such a good value is not obtained. And since the DHA methyl ester concentration of the sample prepared by the urea addition treatment and subjected to column chromatography is as low as 14.5%, the DHA yield per batch of the column treatment is as low as 12.5%. The law is unsatisfactory.
[0006]
As described above, it has been extremely difficult to obtain a high-purity product from an oil / fat mixture of docosahexaenoic acid, particularly high-purity docosahexaenoic acid having a purity of 95% or more with a high recovery rate.
Therefore, the present invention has been made in view of the circumstances as described above, and solves the drawbacks of the conventional method, and is a new high-purity docosahexaenoic acid or ester thereof that can be obtained as a high-purity product of 95% or more. The object is to provide a manufacturing method on a high recovery rate and industrial scale.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a fatty acid having 22 carbon atoms by precision distillation of a mixture of fatty acids or esters thereof obtained from natural fats and oils containing docosahexaenoic acid or a derivative thereof using a plurality of distillation towers under high vacuum. Alternatively, a method for producing high-purity docosahexaenoic acid or an ester thereof is provided, in which a fraction containing the ester as a main component is obtained, and then subjected to fractional purification by subjecting the fraction to column chromatography in a reverse phase partition system. .
[0008]
That is, the present invention removes fatty acids other than C _{22 as} much as possible by aligning the number of carbon atoms of fatty acids or esters thereof by multi-column high rectification using a plurality of distillation columns having high separation ability, The main point is to obtain a highly purified docosahexaenoic acid or ester of 95% or more, in particular 99% or more, in an extremely high yield industrially by fractionation and purification by column chromatography using a phase partition system. Yes.
[0009]
Realizing such high purity and high production efficiency is completely impossible and cannot be anticipated with the prior art. Since long-chain highly unsaturated fatty acids such as docosahexaenoic acid have many double bonds in the molecule, they are susceptible to thermal denaturation and polymerization due to heating during distillation, and concentration by distillation is extremely difficult. On the other hand, natural fats and oils containing docosahexaenoic acids contain various fatty acids in addition to docosahexaenoic acids, and since these have close boiling points, the height of the distillation column should be considerably increased and separated unless the reflux amount is increased. I can't. However, this raises the problem of heat denaturation due to an increase in the pressure at the bottom of the column and a concomitant increase in temperature, which ultimately makes distillation purification of docosahexaenoic acids extremely difficult. Therefore, it has been extremely difficult to obtain docosahexaenoic acid as a highly unsaturated long chain fatty acid from a docosahexaenoic acid-containing oil mixture with high selectivity.
[0010]
In the present invention, as described above, multi-column rectification using a plurality of distillation towers is performed under high vacuum as described above. More specifically, this method is performed in two or more distillation towers. More preferably, the rectifying column is obtained by using a mixture obtained from natural fats and oils containing docosahexaenoic acid or an ester thereof in a distillation column having three or more columns in which the rectifying column for the first fraction made of low carbon number fatty acids is made independent. The column bottom liquid is refluxed to the previous distillation column and continuously distilled at a reduced pressure of 10 Torr or less and a column bottom temperature of 210 ° C. or less.
[0011]
Further, in this continuous distillation, the condensate from the top fraction of the former distillation column is sent to the first fraction rectification column, and the rectification column of the main fraction containing docosahexaenoic acid or its ester as a main component; Further, it is also preferable to continuously distill and provide a fractionator (residual fraction) for each of the fractions.
In addition, in this method, each of the distillation columns has an independent vacuum system and a condensing system as one of preferable embodiments.
[0012]
In this continuous distillation method, various methods such as a filling method, a spring method, and a shelf method can be adopted, and more preferably, a mesh plate is used and the number of theoretical plates can be 5 or more.
Any continuous distillation column in this method can be carried out at a reduced pressure of about 10 Torr or less, more preferably around 0.1 Torr, and a column bottom temperature of 210 ° C. or less, more preferably 200 ° C. or less.
[0013]
In any case, the structure of the distillation towers of three or more in this case is such that one of them is made independent as a rectifying tower for collecting the first fraction. For example, when it consists of three towers,
(I) First distillation column (II) Second distillation column (first fraction rectification column)
(III) Third distillation column (main fraction and post fraction rectification column)
In the case of being divided into four towers,
(I) First distillation column (II) Second distillation column (first fraction rectification column)
(III) Third distillation column (post distillation fractionator)
(IV) Fourth distillation column (main fractionator)
Divide into Furthermore, in the case of three towers,
(I) First distillation column (first fraction fractionator)
(II) Second distillation column (post distillation fractionator)
(III) Third distillation tower (main fractionator)
It can also be divided into Of course, the structure of the rectification column can be further subdivided.
[0014]
In any case, in this method, the bottom liquid of the first fraction fractionator is returned as the reflux liquid to the first stage, that is, the first distillation tower in the above configuration example. In addition, after condensing the top fraction of the first distillation column once, it is sent to the first fraction rectification column in the form of condensate, and each distillation column has its vacuum degree and bottom temperature strictly determined. Since it is necessary to control, it is preferable to provide an independent vacuum system for each column.
[0015]
The continuous distillation method will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. For example, in the example shown in FIG. 1 using a four-column distillation column, a four-column distillation column (A) is used for the fatty acid or its ester mixture (A). 1) Continuous distillation using (2) (3) (4).
Each distillation column (1), (2), (3), and (4) is independently provided with a vacuum system (5) (6) (7) (8) and a condensation system (9) (10) (11) ( 12) Further, reboilers (13), (14), (15), and (16) are provided.
[0016]
The distillation columns (1), (2), (3), and (4) are strictly controlled to a reduced pressure of 1 Torr or less and a column bottom temperature of 200 ° C. or less. Since the degree of vacuum and temperature are closely related, it is preferable to provide an independent vacuum system for each distillation column. For this control, the vacuum systems (5) (6) (7) (8) It is not always necessary to make each completely independent. This vacuum system may be appropriately configured according to the capacity of the vacuum pump, the control system, and the like.
[0017]
In the above configuration, the raw material (A) is first introduced into the first distillation column (1), for example, in the vicinity of the top of the column, and the column top fraction is condensed in the condensation system (9), and the second distillation column (2). For example, it is introduced into the first fraction fractionator as a liquid at the bottom of the tower. This introduction in liquid form is an important factor.
In the second distillation column (2), an initial fraction (B) made of fatty acids having a lower carbon number (<C ₁₉ ) is recovered as the top fraction. Moreover, a part of the column bottom liquid is refluxed near the top of the first distillation column (1). This is also a very characteristic feature of the method of the present invention. The bottom condensate of the first distillation column (1) is also heated by the reboiler (13) and returned to the bottom of the column, and is introduced in liquid form near the top of the third distillation column (3).
[0018]
The top component of the third distillation column (3) is supplied to the bottom of the fourth distillation column (4) as a condensate via the condensation system (11). Further, the bottom condensate recovered together returned to column bottom was heated by reboiler (15), cut after mainly consisting of docosahexaenoic acid, or C ₂₃ or more fatty acids of chain than its esters (residue) fraction of the (C) To do.
[0019]
In the fourth distillation column (4) into which the condensate from the top of the third distillation column (3) has been introduced, the distillation components from the top of the column are condensed in the condensing system (12), and a part thereof is close to the top of the column. While refluxing, a main fraction (D) mainly containing docosahexaenoic acid or its ester is recovered. On the other hand, the tower bottom condensate is heated by the reboiler (16) and returned to the tower bottom, and part of it is refluxed to the vicinity of the top of the third distillation tower (3).
[0020]
The raw material (A) may be processed in a flash tank (17) kept under reduced pressure before introduction into the first distillation column (1) to remove impurities such as air and moisture. Further, it is advantageous to employ a falling thin film evaporation type that can shorten the heating time for the reboiler (13) (14) (15) (16). Thereby, thermal deterioration can be prevented more effectively.
[0021]
By the above-mentioned continuous distillation method, it is possible to obtain high-purity docosahexaenoic acid or an ester thereof at a concentration of 80% or more with high efficiency by simple operation only by distillation purification without the occurrence of the problems as described above. To do.
The target fatty acid or a mixture of esters thereof can be any one obtained from natural fats and oils containing many derivatives such as docosahexaenoic acid or glycerides thereof. For example, fish such as sardines, mackerel, herring, saury, It is possible to use a mixture of fatty acids or esters obtained from appropriate ones such as animal marine plankton such as Antarctic krill, horned krill, coppoda, and molluscs such as squid and squid.
[0022]
These fatty acid mixtures are optionally esterified and continuously distilled.
Moreover, in this invention, it is subjected to column purification in a reverse phase distribution system following the above-described continuous distillation, and fractionated and purified. In this case, for example, an alkyl group-bonded silica filler or the like is used for the column so as to constitute a so-called reverse phase distribution system, and water, alcohol, ketone or the like can be suitably used as the solvent system. These may be used alone or in combination.
[0023]
In addition, as a pretreatment for this chromatography, it is also possible to remove low unsaturated fatty acids or esters by addition of urea, low temperature fractionation or the like.
In chromatography, production efficiency can be further improved by an operation such as removing in advance a component that is easily separated from docosahexaenoic acid as a multi-column system.
[0024]
By fractional purification by column chromatography of this reverse phase distribution system, docosahexaenoic acid or its ester can be obtained with excellent results with a purity of 99% or more and a recovery rate of 45% or more.
Hereinafter, an Example is shown and the manufacturing method of this invention is demonstrated in detail.
[0025]
【Example】
Example 1
A mixture of fatty acids obtained from purple squid liver with the following composition:
C ₂₁ or less 71.6%
C ₂₂ 27.4%
(Of these, DHA 17.8%)
C ₂₃ or higher 1.0%
The ethyl ester was subjected to rectification using the four-column rectification apparatus shown in FIG.
[0026]
That is, the above ethyl ester mixture was treated in a flash tank (17) maintained at a vacuum of 1 Torr, and then the first distillation column (1) having a tower diameter of 300 mm and a height of about 7 m and maintained at a vacuum of 0.1 Torr. ) At a rate of 14.0 kg / hr.
In the first distillation column (1), the column bottom temperature was set to 200 ° C. or lower, more specifically 198 to 200 ° C. The number of theoretical plates was four. This first distillation column (1), since the C ₂₂ or more fatty acid ester mixture collects in the bottom, to control the vacuum and temperature in the bottom of the first distillation column becomes difficult. Therefore, the amount of packing material in the first distillation column was smaller than that in the second distillation column (2).
[0027]
The condensate at the top of the first distillation column (1) was introduced into the bottom of the second distillation column (2). The bottom temperature of the second column was adjusted to 189 to 190 ° C., and the operation was performed at a reduced pressure of 0.1 Torr. The number of theoretical plates was six. The column top fraction was refluxed at a reflux ratio of 1: 1, and a part was recovered at 10.5 Kg / hr as the initial fraction (B).
The composition of the initial _{fraction, C 21} 95.1% less fatty acid _{ester, C 22} docosahexaenoic acid ester other _4.9%, was 0% _{C 23} or more fatty acid esters.
[0028]
In the second distillation column (2), the bottom liquid was controlled to be constant as the liquid level, and the bottom liquid was returned to the vicinity of the top of the first distillation column (1). That is, this tower bottom condensate was returned to the first distillation tower (1) as a reflux liquid. The bottom liquid of the first distillation column (1) was supplied to the vicinity of the top of the third distillation column (3). The pressure at this time was reduced to 0.1 Torr, and the tower bottom temperature was similarly set to 200 ° C. or lower. The number of theoretical plates was four.
[0029]
The bottom (residual) fraction (C) was recovered as the bottom liquid of the third distillation column (3). The composition of distillate after _{this, C 21} 0.1% or less of fatty acid _{esters, C 22} docosahexaenoic acid ester other _91.4%, was 8.5% _{C 23} or more fatty acid esters.
The top fraction of the third distillation column (3) was supplied as a condensate to the bottom of the fourth distillation column (4). The fourth distillation column (4) having 6 theoretical plates was operated at a reduced pressure of 0.1 Torr and a column bottom temperature of 200 ° C. or lower.
[0030]
The column bottom liquid was returned to the top of the third distillation column (3) as a reflux liquid. At this time, the liquid level at the bottom of the fourth distillation column was kept constant.
The tower top condensate was refluxed at a reflux ratio of 1: 1, and at the same time, the main fraction (D) was recovered at 1.8 Kg / hr.
The composition of the main _{fraction, C 21} 0.8% or less of fatty acid _{esters, C 23} or more fatty acid esters 0% _{were C 22} docosahexaenoic acid ester other 99.2%.
[0031]
The concentration of docosahexaenoic acid ethyl ester was 81.9% as shown in Table 1.
[0032]
[Table 1]

[0033]
Example 2
The main fraction obtained in Example 1 was subjected to high performance liquid column chromatography. 5 g of the main fraction was injected into a column filled with octadecylated silica gel having a particle diameter of 10 to 20 μm in a stainless tube having an inner diameter of 5 cm and a length of 50 cm, and eluted with methanol at a flow rate of 100 ml / min. Detection was performed by absorption at 210 nm. FIG. 2 shows the chromatogram obtained. The eluate in the shaded area was collected, and the solvent was distilled off under reduced pressure using a rotary evaporator to obtain 3.22 g of a colorless and clear oily substance. The composition of this was 99.22% docosahexaenoic acid ethyl ester and 0.78% C _{21: 5} ethyl ester, and the recovery rate of docosahexaenoic acid ethyl ester in this treatment step was 78.0%. The recovery rate of docosahexaenoic acid ethyl ester from the mixed ethyl ester of the raw material of Example 1 was 46.2%.
[0034]
Example 3
In Example 2, instead of methanol, chromatography fractionation was performed using 50:50 methanol: acetone as a solvent.
As a result, a 99.08% pure product as docosahexaenoic acid ethyl ester was obtained with a recovery rate of 43.1%.
[0035]
【The invention's effect】
According to the present invention, as described in detail above, docosahexaenoic acid or its ester is obtained as a high-purity product of 99% or more with an excellent result of a recovery rate of 45% or more.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a continuous distillation method of the present invention.
FIG. 2 is an absorbance spectrum diagram of a chromatography.
[Explanation of symbols]
1, 2, 3, 4 Distillation column 5, 6, 7, 8

Vacuum system

9, 10, 11, 12,

Condensation system

13, 14, 15, 16 Reboiler 17 Flash tank

Claims

A mixture of fatty acids or esters thereof obtained from natural fats and oils containing docosahexaenoic acid or a derivative thereof is subjected to precision distillation in a high-vacuum with three or more distillation columns to obtain a fraction containing substantially only 22 fatty acids or esters. And then subjecting it to column chromatography in a reverse phase partition system to fractionate and purify it, a process for producing high purity docosahexaenoic acid or an ester thereof.